(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジン（１０）用の抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統（１００、３００、４００）であって、
コンプレッサの高圧段から高圧の抽気を受け取るように構成された高圧抽気配管（１１８、３１８、４１８）と、
前記高圧抽気配管（１１８、３１８、４１８）に作動可能に接続され、前記高圧の抽気の少なくとも一部を受け取り、該高圧の抽気から外気に熱を伝達し、冷却された高圧の抽気を放出する第１の予冷器（１２０、３２０、４２１）と、
前記第１の予冷器（１２０、３２０、４２１）に作動可能に接続され、前記冷却された高圧の抽気を受け取る高圧放出配管（１３４、３３４、４３４）と、
前記高圧放出配管（１３４、３３４、４３４）に位置し、前記冷却された高圧の抽気の少なくとも一部を受け取り、圧力調節された冷却済みの抽気を放出するように構成された第１の圧力調節器（１２８、３２６、４２８）と、
前記第１の圧力調節器（１２８、３２６、４２８）の下流において前記高圧放出配管（１３４、３３４、４３４）に作動可能に接続され、前記圧力調節された冷却済みの抽気を受け取る空気システム供給配管（１２７、３２７、４２７）と、
前記第１の圧力調節器（１２８、３２６、４２８）の上流において前記高圧放出配管（１３４、３３４、４３４）に作動可能に接続され、前記冷却された高圧の抽気の少なくとも一部を、高温部分構成部品冷却空気として使用するために、高温部分構成部品に運ぶように構成された高温部分構成部品冷却空気配管（１３０、３３０、４３０）と
を備える抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統（１００、３００、４００）。
【請求項２】
前記コンプレッサの中間段から中間的な圧力の抽気を受け取り、該中間的な圧力の抽気を前記第１の予冷器（１２０、３２０、４２１）に供給するように構成された中間的な圧力の抽気配管（１１６）
をさらに備えており、
前記第１の予冷器（１２０、３２０、４２１）が、前記中間的な圧力の抽気を受け取り、該中間的な圧力の抽気から外気に熱を伝達し、冷却された中間的な圧力の抽気を放出するように構成されており、
中間的な圧力の放出配管（１３２）が、前記冷却された中間的な圧力の抽気を受け取るように前記第１の予冷器（１２０、３２０、４２１）に作動可能に接続され、
第２の圧力調節器（１２６）が、前記中間的な圧力の放出配管（１３２）に位置し、前記冷却された中間的な圧力の抽気の少なくとも一部を受け取り、圧力調節された冷却済みの抽気を前記空気システム供給配管（１２７、３２７、４２７）に放出するように構成されている、請求項１に記載の抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統（１００、３００、４００）。
【請求項３】
前記第１の予冷器（１２０、３２０、４２１）が、前記高圧の抽気を冷却するための第１の区画と、前記中間的な圧力の抽気を冷却するための第２の区画とを備えている、請求項２に記載の抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統（１００、３００、４００）。
【請求項４】
前記コンプレッサの中間段から中間的な圧力の抽気を受け取り、該中間的な圧力の抽気を前記第１の予冷器（３２０）に供給するように構成された中間的な圧力の抽気配管（３１６）
をさらに備えており、
前記第１の予冷器（３２０）が、前記中間的な圧力の抽気を受け取り、該中間的な圧力の抽気から外気に熱を伝達し、冷却された中間的な圧力の抽気を放出するように構成されており、
中間的な圧力の放出配管（３３２）が、前記第１の予冷器（３２０）に作動可能に接続され、前記冷却された中間的な圧力の抽気を前記第１の圧力調節器（３２６）に供給し、
前記第１の圧力調節器（３２６）が、前記冷却された中間的な圧力の抽気の少なくとも一部を受け取り、圧力調節された冷却済みの抽気を放出するように構成されている、請求項１に記載の抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統（１００、３００、４００）。
【請求項５】
前記第１の予冷器（１２０、３２０、４２１）が、前記高圧の抽気を冷却するための第１の区画と、前記中間的な圧力の抽気を冷却するための第２の区画とを備えている、請求項４に記載の抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統（１００、３００、４００）。
【請求項６】
前記コンプレッサの中間段から中間的な圧力の抽気を受け取るように構成された中間的な圧力の抽気配管（４１６）
をさらに備えており、
第２の予冷器（４２０）が、前記中間的な圧力の抽気配管（４１６）に作動可能に接続され、前記中間的な圧力の抽気を受け取り、該中間的な圧力の抽気から外気に熱を伝達し、冷却された中間的な圧力の抽気を放出し、
中間的な圧力の放出配管（４３２）が、前記冷却された中間的な圧力の抽気を受け取るように前記第２の予冷器（４２０）に作動可能に接続され、
第２の圧力調節器（４２６）が、前記中間的な圧力の放出配管（４３２）に位置し、前記冷却された中間的な圧力の抽気の少なくとも一部を受け取り、圧力調節された冷却済みの抽気を前記空気システム供給配管（４２７）に放出するように構成されている、請求項１に記載の抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統（１００、３００、４００）。
【請求項７】
前記第１の予冷器（１２０、３２０、４２１）および前記第２の予冷器（４２０）が、２区画予冷器を構成するように互いに隣接して配置されている、請求項６に記載の抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統（１００、３００、４００）。
【請求項８】
前記コンプレッサからの前記高圧の抽気の少なくとも一部を前記第１の予冷器（１２０、３２０、４２１）における冷却を伴わずに前記高温部分構成部品に供給すべく、前記高圧抽気配管（１１８、３１８、４１８）と前記高温部分構成部品冷却空気配管（１３０、３３０、４３０）とを作動可能に接続するバイパス配管（１３６、３３６、４３６）
をさらに備えており、
前記バイパス配管（１３６、３３６、４３６）が、流れを選択的に許可または阻止するように構成されたバイパス配管弁（１３８、３３８、４３８）を備えている、請求項１に記載の抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統（１００、３００、４００）。
【請求項９】
ガスタービンエンジン（１０）用の抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統（４００、６００）であって、
コンプレッサの高圧段から高圧の抽気を受け取るように構成された高圧抽気配管（４１８、６１８）と、
前記高圧抽気配管（４１８、６１８）に作動可能に接続され、前記高圧の抽気の少なくとも一部を受け取り、該高圧の抽気から外気に熱を伝達し、冷却された高圧の抽気を放出するように構成された第１の予冷器（４２１、６２１）と、
前記第１の予冷器（４２１、６２１）に作動可能に接続され、前記冷却された高圧の抽気を受け取る高圧放出配管（４３４、６３４）と、
前記コンプレッサの中間段から中間的な圧力の抽気を受け取るように構成された中間的な圧力の抽気配管（４１６、６１６）と、
前記中間的な圧力の抽気配管（４１６、６１６）に作動可能に接続され、前記中間的な圧力の抽気を受け取り、該中間的な圧力の抽気から外気に熱を伝達し、冷却された中間的な圧力の抽気を放出するように構成された第２の予冷器（４２０、６２０）と、
前記冷却された中間的な圧力の抽気を受け取るように前記第２の予冷器（４２０、６２０）に作動可能に接続された中間的な圧力の放出配管（４３２、６３２）と、
前記高圧放出配管（４３４、６３４）および前記中間的な圧力の放出配管（４３２、６３２）の少なくとも一方に作動可能に接続され、圧力調節された冷却済みの抽気を放出するように作動することができる第１の圧力調節器（４２８、６２６）と、
前記第１の圧力調節器（４２８、６２６）に作動可能に接続され、前記圧力調節された冷却済みの抽気を受け取る空気システム供給配管（４２７、６２７）と、
前記圧力調節器（４２８、６２６）の上流において前記高圧放出配管（４３４、６３４）に作動可能に接続され、前記冷却された高圧の抽気の少なくとも一部を、高温部分構成部品冷却空気として使用するために、高温部分構成部品に運ぶように構成された高温部分構成部品冷却空気配管（４３０、６３０）と
を備える抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統（４００、６００）。
【請求項１０】
前記第１の圧力調節器（４２８）が、前記高圧放出配管（４３４、６３４）に位置し、前記冷却された高圧の抽気の少なくとも一部を受け取るように構成されており、
さらに第２の圧力調節器（４２６）が、前記中間的な圧力の放出配管（４３２、６３２）に位置し、前記冷却された中間的な圧力の抽気の少なくとも一部を受け取り、圧力調節された冷却済みの抽気を前記空気システム供給配管（４２７）に放出するように構成されている、請求項９に記載の抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統（４００、６００）。
【請求項１１】
前記第１の圧力調節器（４２８）が、予冷器放出ヘッダ（６３５）を介して前記高圧放出配管（４３４、６３４）および前記中間的な圧力の放出配管（４３２、６３２）の両方に作動可能に接続されている、請求項１０に記載の抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統（４００、６００）。
【請求項１２】
前記コンプレッサからの前記高圧の抽気の少なくとも一部を前記予冷器における冷却を伴わずに前記高温部分構成部品に供給すべく、前記高圧抽気配管（４１８、６１８）と前記高温部分構成部品冷却空気配管（４３０、６３０）とを作動可能に接続するバイパス配管（４３６）
をさらに備えており、
前記バイパス配管（４３６）が、流れを選択的に許可または阻止するように構成されたバイパス配管弁（４３８）を備えている、請求項９に記載の抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統（４００、６００）。
【請求項１３】
ガスタービンエンジン（１０）に組み合わせられた抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統（４００、６００）の動作方法であって、
ガスタービンエンジン（１０）のコンプレッサの高圧段から高圧抽気配管（４１８、６１８）を介して高圧の空気を取り出すステップと、
前記高圧抽気配管（４１８、６１８）に作動可能に接続された予冷器を使用して、前記高圧の空気の少なくとも第１の部分を冷却し、冷却済みの高圧の空気を高圧放出配管（４３４、６３４）を介してもたらすステップと、
前記冷却済みの高圧の空気の第１の部分を、高温部分構成部品冷却空気として使用するために、前記高圧放出配管（４３４、６３４）に作動可能に接続された高温部分構成部品冷却空気配管（１３０、３３０、４３０）を介して、前記ガスタービンエンジン（１０）の高圧部分構成部品に供給するステップと、
前記冷却済みの高圧の空気の第２の部分を、前記高圧放出配管（４３４、６３４）を介して圧力調節器に供給し、該圧力調節器によって、圧力調節された冷却済みの空気を空気システム供給配管（４２７、６２７）にもたらすステップと、
前記圧力調節された冷却済みの空気を、空気システム供給配管（４２７、６２７）を介して少なくとも１つの空気システムに供給するステップと
を含む方法。
【請求項１４】
前記高圧の空気の第２の部分を、前記予冷器を通って流れることがないようにバイパス配管（１３６、３３６、４３６）を介して、高温部分構成部品冷却空気として使用するために前記高温部分構成部品に供給するステップ
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記圧力調節された冷却済みの空気を前記少なくとも１つの空気システムに供給するステップが、前記圧力調節された冷却済みの空気を環境制御システム、エンジン始動システム、および防氷システムのうちの少なくとも１つに供給するステップを含んでいる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記予冷器を使用して前記高圧の空気の前記第１の部分を冷却するステップが、前記高圧の空気から前記予冷器を通って流れる外気に熱を伝達するステップを含んでいる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記コンプレッサの中間的な圧力の段から中間的な圧力の空気を取り出すステップと、
前記中間的な圧力の空気を前記予冷器を使用して冷却し、冷却された中間的な圧力の空気をもたらすステップと、
前記冷却された中間的な圧力の空気を、前記圧力調節器に供給するステップと
をさらに含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記コンプレッサの中間的な圧力の段から中間的な圧力の空気を取り出すステップと、
前記中間的な圧力の空気を前記予冷器を使用して冷却し、冷却された中間的な圧力の空気をもたらすステップと、
前記冷却された中間的な圧力の空気を、第２の圧力調節器（１２６，４２６）に供給するステップと
をさらに含み、
前記第２の圧力調節器（１２６，４２６）が、圧力調節された冷却済みの空気を、前記空気システム供給配管（４２７、６２７）にもたらす、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記予冷器が、高圧の空気に関する第１の区画および中間的な圧力の空気に関する第２の区画を有している２区画予冷器を備えている、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される主題は、広くには、ガスタービンエンジンに関し、より詳しくは、ガスタービンエンジン用の抽気／高温部分構成部品冷却空気系統および抽気／高温部分構成部品冷却空気系統の動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一部のガスタービンエンジンは、低圧コンプレッサ、高圧コンプレッサ、燃焼室、高圧タービン、および低圧タービンを通る空気の流路を備えている。一部のガスタービンエンジンを、圧縮された空気を高圧コンプレッサから取り出し、この圧縮された空気を航空機および／またはエンジンの種々のシステムにおける使用のために供給するように構成することができる。本明細書において使用されるとき、ガスタービンエンジンのコンプレッサから取り出される圧縮された空気を、「抽気」と称することができる。
【０００３】
一部のガスタービンエンジンにおいては、燃焼室を出るガス流の温度が、摂氏約１５００度を上回る可能性がある。高温のガス流への曝露に起因するタービン構成部品への望ましくない熱の影響を防止するために、タービンのいくつかの構成部品を、冷却することができる。例えば、抽気を、冷却のために１つ以上の高温部分の構成部品（例えば、高圧タービンの翼）に供給することができる。本明細書において使用されるとき、高温部分の構成部品の冷却に用いられる抽気を、「高温部分構成部品冷却空気」と称することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２２１３８６４号
【発明の概要】
【０００５】
ガスタービンエンジンのコンプレッサから抽気を取り出すことで、ガスタービンエンジンの効率が低下する可能性がある。
【０００６】
上述の課題についての技術的解決策が、本発明の典型的な実施形態によってもたらされる。
【０００７】
本発明の少なくともいくつかの態様によるガスタービンエンジン用のいくつかの典型的な抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統は、コンプレッサの高圧段から高圧の抽気を受け取るように構成された高圧抽気配管、前記高圧抽気配管に作動可能に接続され、前記高圧の抽気の少なくとも一部を受け取り、該高圧の抽気から外気に熱を伝達し、冷却された高圧の抽気を放出する第１の予冷器、前記第１の予冷器に作動可能に接続され、前記冷却された高圧の抽気を受け取る高圧放出配管、前記高圧放出配管に位置し、前記冷却された高圧の抽気の少なくとも一部を受け取り、圧力調節された冷却済みの抽気を放出するように構成された第１の圧力調節器、前記第１の圧力調節器の下流において前記高圧放出配管に作動可能に接続され、前記圧力調節された冷却済みの抽気を受け取る空気システム供給配管、および／または前記第１の圧力調節器の上流において前記高圧放出配管に作動可能に接続され、前記冷却された高圧の抽気の少なくとも一部を、高温部分構成部品冷却空気として使用するために、高温部分構成部品に運ぶように構成された高温部分構成部品冷却空気配管を含むことができる。
【０００８】
本発明の少なくともいくつかの態様によるガスタービンエンジン用のいくつかの典型的な抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統は、コンプレッサの高圧段から高圧の抽気を受け取るように構成された高圧抽気配管、前記高圧抽気配管に作動可能に接続され、前記高圧の抽気の少なくとも一部を受け取り、該高圧の抽気から外気に熱を伝達し、冷却された高圧の抽気を放出するように構成された第１の予冷器、前記第１の予冷器に作動可能に接続され、前記冷却された高圧の抽気を受け取る高圧放出配管と、前記コンプレッサの中間段から中間的な圧力の抽気を受け取るように構成された中間的な圧力の抽気配管、前記中間的な圧力の抽気配管に作動可能に接続され、前記中間的な圧力の抽気を受け取り、該中間的な圧力の抽気から外気に熱を伝達し、冷却された中間的な圧力の抽気を放出するように構成された第２の予冷器、前記冷却された中間的な圧力の抽気を受け取るように前記第２の予冷器に作動可能に接続された中間的な圧力の放出配管、前記高圧放出配管および前記中間的な圧力の放出配管の少なくとも一方に作動可能に接続され、圧力調節された冷却済みの抽気を放出するように作動することができる第１の圧力調節器、前記第１の圧力調節器に作動可能に接続され、前記圧力調節された冷却済みの抽気を受け取る空気システム供給配管、および／または前記圧力調節器の上流において前記高圧放出配管に作動可能に接続され、前記冷却された高圧の抽気の少なくとも一部を、高温部分構成部品冷却空気として使用するために、高温部分構成部品に運ぶように構成された高温部分構成部品冷却空気配管を含むことができる。
【０００９】
本発明の少なくともいくつかの態様による抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統のいくつかの典型的な動作方法は、ガスタービンエンジンのコンプレッサの高圧段から高圧抽気配管を介して高圧の空気を取り出すステップ、前記高圧抽気配管に作動可能に接続された予冷器を使用して、前記高圧の空気の少なくとも第１の部分を冷却し、冷却済みの高圧の空気を高圧放出配管を介してもたらすステップ、前記冷却済みの高圧の空気の第１の部分を、高温部分構成部品冷却空気として使用するために、前記高圧放出配管に作動可能に接続された高温部分構成部品冷却空気配管を介して、前記ガスタービンエンジンの高圧部分構成部品に供給するステップ、前記冷却済みの高圧の空気の第２の部分を、前記高圧放出配管を介して圧力調節器に供給し、該圧力調節器によって、圧力調節された冷却済みの空気を空気システム供給配管にもたらすステップ、および／または前記圧力調節された冷却済みの空気を、空気システム供給配管を介して少なくとも１つの空気システムに供給するステップを含むことができる。
【００１０】
以上の簡単な説明は、あくまでも例示にすぎず、決して本発明を限定しようとするものではない。上記の例示の態様、実施形態、および特徴に加えて、さらなる態様、実施形態、および特徴が、図面および以下の詳細な説明を参照することによって、明らかになるであろう。
【００１１】
典型的な実施形態を、本明細書において、図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】典型的な抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統のブロック図である。
【図２Ａ】典型的な２区画予冷器の斜視図である。
【図２Ｂ】別の典型的な２区画予冷器の斜視図である。
【図３】別の典型的な抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統のブロック図である。
【図４】別の典型的な抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統のブロック図である。
【図５】別の典型的な抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統のブロック図である。
【図６】いずれも本発明の少なくともいくつかの態様による抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統の典型的な動作方法を説明するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の詳細な説明において、この詳細な説明の一部を形成する添付の図面が参照される。図面において、類似の符号は、典型的には、文脈からそのようでないことが明らかでない限り、類似の構成部品を指している。詳細な説明、図面、および特許請求の範囲に記載される例示の実施形態は、限定を意味するものではない。ここに提示される主題の技術的思想または技術的範囲から離れることなく、他の実施形態を利用することが可能であり、他の変更を行なうことが可能である。本明細書において広く説明され、図面に示される本発明の態様について、幅広くさまざまな種々の構成での配置、置換、組み合わせ、および設計が可能であり、それらがすべて明示的に想定され、この開示の一部を構成することを、容易に理解できるであろう。
【００１４】
本発明は、特に、ガスタービンエンジンに関する抽気系統および高温部分構成部品冷却空気系統の複合系統、ならびに抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統の動作方法を含む。
【００１５】
図１が、本発明の少なくともいくつかの態様による典型的なガスタービンエンジン１０のブロック図である。ガスタービンエンジン１０を、ファン１０２、低圧コンプレッサ１０４、高圧コンプレッサ１０６、燃焼室１０８、高圧タービン１１０、および／または低圧タービン１１２を通って空気を流すように構成することができる。ガスタービンエンジン１０は、抽気（例えば、低圧コンプレッサ１０４および／または高圧コンプレッサ１０６から取り出される圧縮された空気）を航空機の環境制御システム（ＥＣＳ）などの１つ以上の空気システム１１４に供給するように構成されてよい抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統１００を備えることができる。抽気を利用することができる他の典型的な空気システムとして、これらに限られるわけではないが、翼の防氷システム、エンジンカウルの防氷システム、空気圧アクチュエータ、およびエンジン始動システムが挙げられる。
【００１６】
抽気を、低圧コンプレッサ１０４および／または高圧コンプレッサ１０６の１つ以上の段から取り出すことができる。例えば、中間的な圧力の抽気を、中間的な段から取り出すこと（例えば、高圧コンプレッサ１０６の第４段の近くの抽出ポート１１７に接続されてよい中間的な圧力の抽気配管１１６を介して）ができ、さらには／あるいは高圧の抽気を、高圧コンプレッサ１０６の高圧段から取り出すこと（例えば、高圧コンプレッサ１０６の第７段の近くの抽出ポート１１９に接続されてよい高圧抽気配管１１８を介して）ができる。抽出ポート１１９が高圧コンプレッサ１０６の最終段の近くに配置されるいくつかの典型的な実施形態においては、高圧抽気配管１１８が、おおむねコンプレッサの吐出圧力の抽気を受け取ることができる。
【００１７】
中間的な圧力の抽気配管１１６および／または高圧抽気配管１１８は、抽気を予冷器１２０に導くことができる。中間的な圧力の抽気配管１１６および／または高圧抽気配管１１８は、高圧コンプレッサ１０６と予冷器１２０との間に１つ以上の弁を備えることができる。例えば、中間的な圧力の抽気配管１１６が、高圧コンプレッサ１０６から予冷器１２０への空気の流れを許す一方で、予冷器１２０から高圧コンプレッサ１０６への空気の流れを実質的に防止するように構成されてよい逆止弁１２２を備えることができる。高圧抽気配管１１８が、高圧コンプレッサ１０６から予冷器１２０への空気の流れを許可および実質的に阻止するように選択的に動作することができる遮断弁１２４を備えることができる。
【００１８】
図２Ａおよび２Ｂに関連して後述されるように、予冷器１２０は、抽気から外気２０６（ファン１０２から供給されてよい）に熱を伝達するように構成された熱交換器を備えることができる。例えば、予冷器１２０を、これらに限られるわけではないが外気流、ファン流、またはバイパス流などの冷却流の空気に熱を伝えることによって、抽気を摂氏約２３０度未満まで冷却するように構成することができる。例えば、予冷器１２０は、ファン１０２によってファン流として供給されてよい外気２０６に、熱を伝達することができる。いくつかの典型的な実施形態は、ファン１０２から供給される外気２０６を許可、阻止、および／または調節するように構成されてよいファン空気弁２０７を備えることができる。予冷器１２０を、冷却された中間的な圧力の抽気を中間的な圧力の放出配管１３２を介して放出するように構成でき、さらに／あるいは予冷器１２０を、冷却された高圧の抽気を高圧放出配管１３４を介して放出するように構成することができる。いくつかの典型的な実施形態においては、ファン空気弁２０７の状態（例えば、開閉）を、中間的な圧力の放出配管１３２における冷却された中間的な圧力の抽気の温度および／または高圧放出配管１３４における冷却された高圧の抽気の温度に少なくとも部分的にもとづいて制御することができる。いくつかの典型的な実施形態は、中間的な圧力の抽気配管１１６および高圧抽気配管１１８に作用可能に組み合わせられた別々の予冷器を備えることができる。そのような実施形態を、外気２０６の視点において並列または直列な流れの仕組みに構成することができる。
【００１９】
中間的な圧力の放出配管１３２は、圧力調節遮断弁１２６などの１つ以上の圧力調節器を介して、冷却および圧力調節された抽気を空気システム１１４に供給することができる。高圧放出配管１３４は、圧力調節遮断弁１２８などの１つ以上の圧力調節器を介して、冷却および圧力調節された抽気を空気システム１１４に供給することができる。いくつかの典型的な実施形態においては、圧力調節遮断弁１２６および／または圧力調節遮断弁１２８を、冷却および圧力調節された抽気を空気システム供給配管１２７を介して約３０ｐｓｉｇ〜約４０ｐｓｉｇ（約２０７ｋＰａ〜約２７６ｋＰａ）で空気システム１１４に供給するように構成することができる。
【００２０】
いくつかの典型的な抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統１００を、冷却のために高圧タービン１１０などの１つ以上の高温部分構成部品に高温部分構成部品冷却空気を供給するように構成することができる。例えば、高温部分構成部品冷却空気を、冷却のためにタービンの翼および／または羽根に供給することができる。高温部分構成部品冷却空気を、高圧コンプレッサ１０６から高圧タービン１１０に、高圧抽気配管１１８、遮断弁１２４、予冷器１２０、高圧放出配管１３４、および高圧放出配管１３４に接続されてよい高温部分構成部品冷却空気配管１３０を介して供給することができる。高温部分構成部品冷却空気配管１３０が、予冷器１２０を流れた冷却済みの高圧抽気を受け取ることができるため、高温部分構成部品冷却空気配管１３０は、高圧抽気配管１１８によって高圧コンプレッサ１０６から取り出される高圧抽気の温度よりも低い温度で高温部分構成部品冷却空気を高圧タービン１１０に供給することができる。
【００２１】
いくつかの典型的な抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統１００を、高温部分構成部品冷却空気を予冷器１２０に流すことなく高圧コンプレッサ１０６から高圧タービン１１０に供給するように構成することができる。例えば、いくつかの抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統１００は、バイパス配管弁１３８を備えることができるバイパス配管１３６を備えることができる。高温部分構成部品冷却空気の一部またはすべてを高圧コンプレッサ１０６から直接供給することが望まれる場合に、バイパス配管弁１３８を、部分的または完全に開くことができる。高温部分構成部品冷却空気の一部またはすべてを予冷器１２０を介して供給することが望まれる場合には、遮断弁１２４を、部分的または完全に開くことができる。いくつかの典型的な実施形態においては、遮断弁１２４および／またはバイパス配管弁１３８を、所望の流量を達成するように絞ることができる。いくつかの典型的な実施形態は、遮断弁１２４、バイパス配管１３６、および／またはバイパス配管弁１３８を含まなくてよい。いくつかの典型的な実施形態を、遮断弁１２４およびバイパス配管弁１３８の両方を少なくとも部分的に開くなどにより、冷却された空気（例えば、高温部分構成部品冷却空気配管１３０を経由する）および冷却されていない空気（例えば、バイパス配管１３６を経由する）の両方を含む高温部分構成部品冷却空気を供給するように構成することができる。
【００２２】
図２Ａが、本発明の少なくともいくつかの態様による典型的な２区画予冷器１２０の斜視図である。１つ以上の公知の予冷器など、任意の公知の適切な熱交換器を使用することが、本発明の技術的範囲に包含される。予冷器１２０は、中間的な圧力の抽気配管１１６から空気を受け取り、中間的な圧力の放出配管１３２に空気を放出するように構成された第１の区画２０２を備えることができる。予冷器１２０は、高圧抽気配管１１８から空気を受け取り、高圧放出配管１３４に空気を放出するように構成された第２の区画２０４を備えることができる。第１の区画２０２および第２の区画２０４を、外気２０６の視点において直列な流れの構成の２区画予冷器１２０を構成するように、互いに隣接させて配置することができる。個々の区画２０２、２０４を、予冷器と称することができ、さらには／あるいは抽気系統（例えば、図４を参照）における１つ以上の区画および／または１つ以上の個別の予冷器を、集合的に予冷器と称することができる。
【００２３】
予冷器１２０を、（例えば、ファン１０２（図１）からの）外気２０６を第１の区画２０２および／または第２の区画２０４を通って流れる空気に熱的に接触させるように構成することができる。例えば、外気２０６を、第１の区画２０２を通って流れる空気および／または第２の区画２０４を通って流れる空気に、交差流の構成および／または対向流の構成にて熱的に接触させることができる。いくつかの典型的な実施形態においては、予冷器１２０を、既存の空気取り入れ口および／またはファン空気弁と組み合わせて使用できるようなサイズおよび／または形状とすることができる。
【００２４】
図２Ｂが、本発明の少なくともいくつかの態様による別の典型的な２区画予冷器１２０の斜視図である。１つ以上の公知の予冷器など、任意の公知の適切な熱交換器を使用することが、本発明の技術的範囲に包含される。予冷器１２０は、中間的な圧力の抽気配管１１６から空気を受け取り、中間的な圧力の放出配管１３２に空気を放出するように構成された第１の区画１２０２を備えることができる。予冷器１２０は、高圧抽気配管１１８から空気を受け取り、高圧放出配管１３４に空気を放出するように構成された第２の区画１２０４を備えることができる。第１の区画１２０２および第２の区画１２０４を、外気２０６の視点において並列な流れの構成の２区画予冷器１２０を構成するように、互いに隣接させて配置することができる。個々の区画１２０２、１２０４を、予冷器と称することができ、さらには／あるいは抽気系統（例えば、図４を参照）における１つ以上の区画および／または１つ以上の個別の予冷器を、集合的に予冷器と称することができる。
【００２５】
予冷器１１２０を、（例えば、ファン１０２（図１）からの）外気２０６を第１の区画１２０２および／または第２の区画１２０４を通って流れる空気に熱的に接触させるように構成することができる。例えば、外気２０６を、第１の区画１２０２を通って流れる空気および／または第２の区画１２０４を通って流れる空気に、交差流の構成および／または対向流の構成にて熱的に接触させることができる。いくつかの典型的な実施形態においては、予冷器１１２０を、既存の空気取り入れ口および／またはファン空気弁と組み合わせて使用できるようなサイズおよび／または形状とすることができる。
【００２６】
一部のエンジン運転状況（例えば、低いエンジンＲＰＭ）においては、高温部分構成部品の冷却および／または空気システム１１４のために、抽出ポート１１９および高圧抽気配管１１８を介して得られる抽気を利用することが望ましいかもしれない。一部のエンジン運転状況（例えば、高いエンジンＲＰＭ）においては、空気システム１１４のために抽出ポート１１７および中間的な圧力の抽気配管１１６を介して得られる抽気を利用し、かつ／または高温部分構成部品の冷却のために抽出ポート１１９および高圧抽気配管１１８を介して得られる抽気を利用することが、望ましいかもしれない。
【００２７】
本発明は、所望の高温部分構成部品の冷却を達成するために必要なタービン冷却空気の量が、高温部分構成部品に供給される高温部分構成部品冷却空気の温度によって決まる可能性があると想定する。例えば、高温部分構成部品冷却効果εを、以下の式
【００２８】
【数１】
0005828968.tif 000002
によって与えることができ、ここでＴcombustor outletは、燃焼室１０８を出るガス流の温度であってよく、Ｔcooling airは、高圧タービン１１０に供給される高温部分構成部品冷却空気の温度であってよい。
【００２９】
高温部分構成部品冷却効果を、２つの冷却空気温度Ｔｃooling air1およびＴcooling air2において考慮して、高温部分構成部品冷却効果比ε2／ε1：
【００３０】
【数２】
0005828968.tif 000003
をもたらすことができる。
【００３１】
典型的な実施形態においては、Ｔcombustor outleｔが、摂氏約１６００度であってよく、さらに／あるいは抽出ポート１１９から得られる高圧抽気が、摂氏約６７０度であってよい。したがって、バイパス配管１３６を介して供給される高温部分構成部品冷却空気は、摂氏約６７０度のＴcooling air1をもたらすことができる。予冷器１２０および高温部分構成部品冷却空気配管１３０を介して供給される高温部分構成部品冷却空気は、摂氏約２３０度のＴcooling air2をもたらすことができる。
【００３２】
これらの典型的な高温部分構成部品冷却空気の温度は、約１．５という高温部分構成部品冷却効果比ε2／ε1をもたらすことができる。摂氏約２３０度の高温部分構成部品冷却空気を供給することで、高温部分構成部品冷却空気が摂氏約６７０度で供給される場合と比べて、約５０％少ない空気の使用で済ませることを可能にできる。いくつかの状況下では、そのような冷却空気の削減が、燃料消費率の大幅な低減に相当できるエンジン効率の大幅な改善に貢献することができる。
【００３３】
図３が、高圧コンプレッサ１０６からの抽気を１つ以上の空気システム１１４および／または高圧タービン１１０に供給するように構成されてよい本発明の少なくともいくつかの態様による別の典型的な抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統３００のブロック図である。例えば、中間的な圧力の抽気を、高圧コンプレッサ１０６の第４段の付近に接続されてよい抽出ポート３１７および中間的な圧力の抽気配管３１６を介して、高圧コンプレッサ１０６から取り出すことができ、かつ／または高圧の抽気を、高圧コンプレッサ１０６の第７段の付近に接続されてよい抽出ポート３１９および高圧抽気配管３１８を介して、高圧コンプレッサから取り出すことができる。
【００３４】
中間的な圧力の抽気配管３１６および／または高圧抽気配管３１８は、抽気を予冷器３２０に導くことができる。図２Ａおよび２Ｂに関連して上述したように、予冷器３２０は、抽気から外気２０６（ファン１０２（図１）から供給されてよい）に熱を伝達するように構成された熱交換器を備えることができる。いくつかの典型的な実施形態は、ファン１０２（図１）から供給される外気２０６を許可、阻止、および／または調節するように構成されてよいファン空気弁２０７を備えることができる。予冷器３２０を、冷却された中間的な圧力の抽気を中間的な圧力の放出配管３３２を介して放出するように構成でき、さらに／あるいは予冷器３２０を、冷却された高圧の抽気を高圧放出配管３３４を介して放出するように構成することができる。いくつかの典型的な実施形態においては、ファン空気弁２０７の状態（例えば、開閉）を、中間的な圧力の放出配管３３２における冷却された中間的な圧力の抽気の温度および／または高圧放出配管３３４における冷却された高圧の抽気の温度に少なくとも部分的にもとづいて制御することができる。中間的な圧力の放出配管３３２および高圧放出配管３３４を、予冷器放出ヘッダ３３５を形成するように接続することができる。予冷器放出ヘッダ３３５は、圧力調節遮断弁３２６などの１つ以上の圧力調節器および／または空気システム供給配管３２７を介して、冷却および圧力調節された抽気を空気システム１１４に供給することができる。
【００３５】
中間的な圧力の抽気配管３１６および／または高圧抽気配管３１８は、高圧コンプレッサ１０６と予冷器３２０との間に１つ以上の弁を備えることができる。例えば、中間的な圧力の抽気配管３１６が、高圧コンプレッサ１０６から予冷器３２０への空気の流れを許す一方で、予冷器３２０から高圧コンプレッサ１０６への空気の流れを実質的に防止するように構成されてよい逆止弁３２２を備えることができる。高圧抽気配管３１８が、高圧コンプレッサ１０６から予冷器３２０への空気の流れを許可および実質的に阻止するように選択的に動作することができる遮断弁３２４を備えることができる。
【００３６】
高温部分構成部品冷却空気を、高圧コンプレッサ１０６から高圧タービン１１０に、高圧抽気配管３１８、遮断弁３２４、予冷器３２０、高圧放出配管３３４、および高圧放出配管３３４に接続されてよい高温部分構成部品冷却空気配管３３０を介して供給することができる。高温部分構成部品冷却空気配管３３０が、予冷器３２０を流れた冷却済みの高圧抽気を受け取ることができるため、高温部分構成部品冷却空気配管３３０は、高圧抽気配管３１８によって高圧コンプレッサ１０６から取り出される高圧抽気の温度よりも低い温度で冷却空気を高圧タービン１１０に供給することができる。いくつかの典型的な実施形態においては、逆止弁３３７を、高温部分構成部品冷却空気配管３３０の下流などにおいて、高圧放出配管３３４に配置することができる。
【００３７】
いくつかの典型的な抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統３００を、高温部分構成部品冷却空気を高圧コンプレッサ１０６から直接、高圧タービン１１０に供給するように構成することができる。例えば、いくつかの抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統３００は、バイパス配管弁３３８を備えることができるバイパス配管３３６を備えることができる。高温部分構成部品冷却空気の一部またはすべてを高圧コンプレッサ１０６から直接供給することが望まれる場合に、バイパス配管弁３３８を、部分的または完全に開くことができる。高温部分構成部品冷却空気の一部またはすべてを予冷器３２０を介して供給することが望まれる場合には、遮断弁３２４を、部分的または完全に開くことができる。いくつかの典型的な実施形態においては、遮断弁３２４および／またはバイパス配管弁３３８を、所望の流量を達成するように絞ることができる。いくつかの典型的な実施形態を、遮断弁３２４およびバイパス配管弁３３８の両方を少なくとも部分的に開くなどにより、冷却された空気（例えば、高温部分構成部品冷却空気配管３３０を経由する）および冷却されていない空気（例えば、バイパス配管３３６を経由する）の両方を含む高温部分冷却空気を供給するように構成することができる。
【００３８】
図４が、高圧コンプレッサ１０６からの抽気を１つ以上の空気システム１１４および／または高圧タービン１１０に供給するように構成されてよい本発明の少なくともいくつかの態様による別の典型的な抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統４００のブロック図である。例えば、中間的な圧力の抽気を、高圧コンプレッサ１０６の第４段の付近に接続されてよい抽出ポート４１７および中間的な圧力の抽気配管４１６を介して、高圧コンプレッサ１０６から取り出すことができ、かつ／または高圧の抽気を、高圧コンプレッサ１０６の第７段の付近に接続されてよい抽出ポート４１９および高圧抽気配管４１８を介して、高圧コンプレッサ１０６から取り出すことができる。
【００３９】
中間的な圧力の抽気配管４１６が、中間的な圧力の抽気を予冷器４２０に導くことができ、さらに／あるいは高圧抽気配管４１８が、高圧の抽気を予冷器４２１に導くことができる。予冷器４２０および／または予冷器４２１は、抽気から外気２０６（ファン１０２（図１）から供給されてよい）に熱を伝達するように構成された熱交換器を備えることができる。いくつかの典型的な実施形態は、ファン１０２（図１）から供給される外気２０６を許可、阻止、および／または調節するように構成されてよいファン空気弁２０７を備えることができる。いくつかの典型的な実施形態は、ファン空気弁２０７に代え、あるいはファン空気弁２０７に加えて、ファン空気弁２０７Ａ（例えば、予冷器４２０に組み合わせられる）および／またはファン空気弁２０７Ｂ（例えば、予冷器４２１に組み合わせられる）を備えることができる。ファン空気弁２０７Ａおよび／またはファン空気弁２０７Ｂを、ファン１０２（図１）からそれぞれの予冷器４２０、４２１に供給される外気２０６を許可、阻止、および／または調節するように構成することができる。予冷器４２０および予冷器４２１は、互いに別々（例えば、図４）であってよく、あるいは予冷器４２０および予冷器４２１の各々が、複数の区画を備える予冷器（例えば、図２Ｂの予冷器１１２０）の一区画を形成してもよい。予冷器４２０を、冷却された中間的な圧力の抽気を中間的な圧力の放出配管４３２を介して放出するように構成でき、さらに／あるいは予冷器４２１を、冷却された高圧の抽気を高圧放出配管４３４を介して放出するように構成することができる。いくつかの典型的な実施形態においては、ファン空気弁２０７の状態（例えば、開閉）を、中間的な圧力の放出配管４３２における冷却された中間的な圧力の抽気の温度および／または高圧放出配管４３４における冷却された高圧の抽気の温度に少なくとも部分的にもとづいて制御することができる。いくつかの典型的な実施形態においては、ファン空気弁２０７Ａの状態（例えば、開閉）を、中間的な圧力の放出配管４３２における冷却された中間的な圧力の抽気の温度に少なくとも部分的にもとづいて制御することができる。いくつかの典型的な実施形態においては、ファン空気弁２０７Ｂの状態（例えば、開閉）を、高圧放出配管４３４における冷却された高圧の抽気の温度に少なくとも部分的にもとづいて制御することができる。中間的な圧力の放出配管４３２は、圧力調節遮断弁４２６などの１つ以上の圧力調節弁および／または空気システム供給配管４２７を介して、冷却および圧力調節された抽気を空気システム１１４に供給することができる。高圧放出配管４３４は、圧力調節遮断弁４２８および／または空気システム供給配管４２７を介して、冷却および圧力調節された抽気を空気システム１１４に供給することができる。
【００４０】
中間的な圧力の抽気配管４１６および／または高圧抽気配管４１８は、高圧コンプレッサ１０６と予冷器４２０および／または予冷器４２１との間に、１つ以上の弁を備えることができる。例えば、中間的な圧力の抽気配管４１６が、高圧コンプレッサ１０６から予冷器４２０への空気の流れを許す一方で、予冷器４２０から高圧コンプレッサ１０６への空気の流れを実質的に防止するように配置されてよい逆止弁４２２を備えることができる。高圧抽気配管４１８が、高圧コンプレッサ１０６から予冷器４２１への空気の流れを許可および実質的に阻止するように選択的に動作することができる遮断弁４２４を備えることができる。
【００４１】
高温部分構成部品冷却空気を、高圧コンプレッサ１０６から高圧タービン１１０に、高圧抽気配管４１８、遮断弁４２４、予冷器４２１、高圧放出配管４３４、および高圧放出配管４３４に接続されてよい高温部分構成部品冷却空気配管４３０を介して供給することができる。高温部分構成部品冷却空気配管４３０が、予冷器４２１を流れた冷却済みの高圧抽気を受け取ることができるため、高温部分構成部品冷却空気配管４３０は、高圧抽気配管４１８によって高圧コンプレッサ１０６から取り出される高圧抽気の温度よりも低い温度で冷却空気を高圧タービン１１０に供給することができる。
【００４２】
いくつかの典型的な抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統４００を、高温部分構成部品冷却空気を高圧コンプレッサ１０６から直接、高圧タービン１１０に供給するように構成することができる。例えば、いくつかの抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統４００は、バイパス配管弁４３８を備えることができるバイパス配管４３６を備えることができる。高温部分構成部品冷却空気の一部またはすべてを高圧コンプレッサ１０６から直接供給することが望まれる場合に、バイパス配管弁４３８を、部分的または完全に開くことができる。高温部分構成部品冷却空気の一部またはすべてを予冷器４２１を介して供給することが望まれる場合には、遮断弁４２４を、部分的または完全に開くことができる。いくつかの典型的な実施形態においては、遮断弁４２４および／またはバイパス配管弁４３８を、所望の流量を達成するように絞ることができる。いくつかの典型的な実施形態は、遮断弁４２４、バイパス配管４３６、および／またはバイパス配管弁４３８を含まなくてよい（例えば、図５を参照）。いくつかの典型的な実施形態を、遮断弁４２４およびバイパス配管弁４３８の両方を少なくとも部分的に開くなどにより、冷却された空気（例えば、高温部分構成部品冷却空気配管４３０を経由する）および冷却されていない空気（例えば、バイパス配管４３６を経由する）の両方を含む高温部分冷却空気を供給するように構成することができる。
【００４３】
本発明の少なくともいくつかの態様による種々の典型的な実施形態は、別々の予冷器（例えば、図４）または多区画の予冷器（例えば、図２Ａおよび２Ｂ）、直列流の構成（例えば、図１、２Ａ、および３）または並列流の構成（例えば、図２Ｂおよび４）、ならびに／あるいはＰＲＳＯＶが１つの構成（例えば、図３）またはＰＲＳＯＶが２つの構成（例えば、図１および４）の種々の組み合わせを備えることができる。例えば、図５は、ただ１つのＰＲＳＯＶ（おおむね図３に示されるとおり）を並列流の予冷器（おおむね図２Ｂおよび４に示されるとおり）と組み合わせて備えることができる本発明の少なくともいくつかの態様による別の典型的な抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統６００のブロック図である。
【００４４】
図５に示されるとおり、抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統６００を、高圧コンプレッサ１０６からの抽気を１つ以上の空気システム１１４および／または高圧タービン１１０にもたらすように構成することができる。例えば、中間的な圧力の抽気を、高圧コンプレッサ１０６の第４段の付近に接続されてよい抽出ポート６１７および中間的な圧力の抽気配管６１６を介して、高圧コンプレッサ１０６から取り出すことができ、かつ／または高圧の抽気を、高圧コンプレッサ１０６の第７段の付近に接続されてよい抽出ポート６１９および高圧抽気配管６１８を介して、高圧コンプレッサ１０６から取り出すことができる。
【００４５】
中間的な圧力の抽気配管６１６が、中間的な圧力の抽気を予冷器６２０に導くことができ、さらに／あるいは高圧抽気配管６１８が、高圧の抽気を予冷器６２１に導くことができる。予冷器６２０および／または予冷器６２１は、抽気から外気２０６（ファン１０２（図１）から供給されてよい）に熱を伝達するように構成された熱交換器を備えることができる。いくつかの典型的な実施形態は、ファン１０２（図１）から供給される外気２０６を許可、阻止、および／または調節するように構成されてよいファン空気弁２０７を備えることができる。いくつかの典型的な実施形態においては、ファン空気弁２０７の状態を、少なくとも部分的に起因して制御することができる。いくつかの典型的な実施形態は、ファン空気弁２０７に代え、あるいはファン空気弁２０７に加えて、ファン空気弁２０７Ａ（例えば、予冷器４２０に組み合わせられる）および／またはファン空気弁２０７Ｂ（例えば、予冷器４２１に組み合わせられる）を備えることができる。ファン空気弁２０７Ａおよび／またはファン空気弁２０７Ｂを、ファン１０２（図１）からそれぞれの予冷器６２０、６２１に供給される外気２０６を許可、阻止、および／または調節するように構成することができる。予冷器６２０および予冷器６２１は、互いに別々（例えば、図５）であってよく、あるいは予冷器６２０および予冷器６２１の各々が、複数の区画を備える予冷器（例えば、図２Ｂの予冷器１１２０）の一区画を形成してもよい。予冷器６２０を、冷却された中間的な圧力の抽気を中間的な圧力の放出配管６３２を介して放出するように構成でき、さらに／あるいは予冷器６２１を、冷却された高圧の抽気を高圧放出配管６３４を介して放出するように構成することができる。いくつかの典型的な実施形態においては、ファン空気弁２０７の状態（例えば、開閉）を、中間的な圧力の放出配管６３２における冷却された中間的な圧力の抽気の温度および／または高圧放出配管６３４における冷却された高圧の抽気の温度に少なくとも部分的にもとづいて制御することができる。いくつかの典型的な実施形態においては、ファン空気弁２０７Ａの状態（例えば、開閉）を、中間的な圧力の放出配管６３２における冷却された中間的な圧力の抽気の温度に少なくとも部分的にもとづいて制御することができる。いくつかの典型的な実施形態においては、ファン空気弁２０７Ｂの状態（例えば、開閉）を、高圧放出配管６３４における冷却された高圧の抽気の温度に少なくとも部分的にもとづいて制御することができる。中間的な圧力の放出配管６３２および／または高圧放出配管６３４を、予冷器放出ヘッダ６３５を形成するように接続することができる。予冷器放出ヘッダ６３５は、圧力調節遮断弁６２６などの１つ以上の圧力調節器および／または空気システム供給配管６２７を介して、冷却および圧力調節された抽気を空気システム１１４に供給することができる。
【００４６】
中間的な圧力の抽気配管６１６および／または高圧抽気配管６１８は、高圧コンプレッサ１０６と予冷器６２０、６２１との間に、１つ以上の弁を備えることができる。例えば、中間的な圧力の抽気配管６１６が、高圧コンプレッサ１０６から予冷器６２０への空気の流れを許す一方で、予冷器６２０から高圧コンプレッサ１０６への空気の流れを実質的に防止するように配置されてよい逆止弁６２２を備えることができる。
【００４７】
高温部分構成部品冷却空気を、高圧コンプレッサ１０６から高圧タービン１１０に、高圧抽気配管６１８、予冷器６２１、高圧放出配管６３４、および高圧放出配管６３４に接続されてよい高温部分構成部品冷却空気配管６３０を介して供給することができる。高温部分構成部品冷却空気配管６３０が、予冷器６２１を流れた冷却済みの高圧抽気を受け取ることができるため、高温部分構成部品冷却空気配管６３０は、高圧抽気配管６１８によって高圧コンプレッサ１０６から取り出される高圧抽気の温度よりも低い温度で冷却空気を高圧タービン１１０に供給することができる。いくつかの典型的な実施形態においては、逆止弁６３７を、高温部分構成部品冷却空気配管６３０の下流などにおいて、高圧放出配管６３４に配置することができる。いくつかの典型的な実施形態は、遮断弁を、高圧抽気配管６１８および／または高圧抽気配管６１８を高温部分構成部品冷却空気配管６３０に接続するバイパス配管に備えることができる（例えば、図４を参照）。いくつかの典型的な実施形態を、冷却された空気（例えば、高温部分構成部品冷却空気配管６３０を経由する）および冷却されていない空気（例えば、図１、３、および４に示されているようなバイパス配管を経由する）の両方を含む高温部分冷却空気を供給するように構成することができる。
【００４８】
図６が、本発明の少なくともいくつかの態様による抽気／高温部分構成部品冷却空気複合系統の典型的な動作方法５００を示すフロー図である。方法５００は、動作５０２を含むことができ、動作５０２は、ガスタービンエンジンのコンプレッサの高圧段から高圧抽気配管を介して高圧の空気を取り出すことを含むことができる。動作５０２に、動作５０４が続くことができ、動作５０４は、高圧抽気配管に作動可能に接続された予冷器を使用して高圧の空気の少なくとも第１の部分を冷却し、冷却済みの高圧の空気を高圧放出配管を介してもたらすことを含むことができる。
【００４９】
動作５０４に、動作５０６が続くことができ、動作５０６は、冷却済みの高圧の空気の第１の部分を、高温部分構成部品冷却空気として使用するために、高圧放出配管に作動可能に接続された高温部分構成部品冷却空気配管を介して、ガスタービンエンジンの高圧部分構成部品に供給することを含むことができる。動作５０６に、動作５０８が続くことができ、動作５０８は、冷却済みの高圧の空気の第２の部分を、高圧放出配管を介して圧力調節器に供給し、圧力調節器によって、圧力調節された冷却済みの空気を空気システム供給配管にもたらすことを含むことができる。動作５０８に、動作５１０が続くことができ、動作５１０は、圧力調節された冷却済みの空気を空気システム供給配管を介して少なくとも１つの空気システムに供給することを含むことができる。
【００５０】
本発明の少なくともいくつかの態様によるいくつかの典型的な方法は、高圧の空気の第２の部分を、予冷器を通って流れることがないようにバイパス配管を介して、高温部分構成部品冷却空気として使用するために高温部分構成部品に供給することを含むことができる。本発明の少なくともいくつかの態様によるいくつかの典型的な方法においては、圧力調節された冷却済みの空気を少なくとも１つの空気システムに供給することが、圧力調節された冷却済みの空気を環境制御システム、エンジン始動システム、および防氷システムの少なくとも１つに供給することを含むことができる。本発明の少なくともいくつかの態様によるいくつかの典型的な方法においては、高圧の空気の第１の部分を予冷器を使用して冷却することが、高圧の空気から予冷器を通って流れる外気に熱を伝達することを含むことができる。
【００５１】
この書面による説明は、本発明を最良の態様を含めて開示するとともに、装置またはシステムの製作および使用ならびに関連の方法の実行を含む本発明の実施を当業者にとって可能にするために、いくつかの例を使用している。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定められ、当業者であれば想到できる他の例を含むことができる。そのような他の例は、それらが特許請求の範囲の文言から相違しない構造要素を有しており、あるいは特許請求の範囲の文言から実質的には相違しない均等な構造要素を含んでいるならば、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００５２】
１０  ガスタービンエンジン
１００  高温部分構成部品冷却空気複合系統
１０２  ファン
１０４  低圧コンプレッサ
１０６  高圧コンプレッサ
１０８  燃焼室
１１０  高圧タービン
１１２  低圧タービン
１１４  空気システム
１１６  抽気配管
１１７  抽出ポート
１１８  高圧抽気配管
１１９  抽出ポート
１２０  予冷器
１２２  逆止弁
１２４  遮断弁
１２６  圧力調節遮断弁
１２７  空気システム供給配管
１２８  圧力調節遮断弁
１３０  高温部分構成部品冷却空気配管
１３２  中間的な圧力の放出配管
１３４  高圧放出配管
１３６  バイパス配管
１３８  バイパス配管弁
２０２  第１の区画
２０４  第２の区画
２０６  外気
２０７  ファン空気弁
２０７Ａ  ファン空気弁
２０７Ｂ  ファン空気弁
３００  高温部分構成部品冷却空気複合系統
３１６  中間的な圧力の抽気配管
３１７  抽出ポート
３１８  高圧抽気配管
３１９  抽出ポート
３２０  予冷器
３２２  逆止弁
３２４  遮断弁
３２６  圧力調節遮断弁
３２７  空気システム供給配管
３３０  高温部分構成部品冷却空気配管
３３２  中間的な圧力の放出配管
３３４  高圧放出配管
３３５  予冷器放出ヘッダ
３３６  バイパス配管
３３７  逆止弁
３３８  バイパス配管弁
４００  高温部分構成部品冷却空気複合系統
４１６  中間的な圧力の抽気配管
４１７  抽出ポート
４１８  高圧抽気配管
４１９  抽出ポート
４２０  予冷器
４２１  予冷器
４２２  逆止弁
４２４  遮断弁
４２６  圧力調節遮断弁
４２７  空気システム供給配管
４２８  圧力調節遮断弁
４３０  高温部分構成部品冷却空気配管
４３２  中間的な圧力の放出配管
４３４  高圧放出配管
４３６  バイパス配管
４３８  バイパス配管弁
５００  動作方法
６００  高温部分構成部品冷却空気複合系統
６１６  中間的な圧力の抽気配管
６１７  抽出ポート
６１８  高圧抽気配管
６１９  抽出ポート
６２０  予冷器
６２１  予冷器
６２２  逆止弁
６２６  圧力調節遮断弁
６２７  空気システム供給配管
６３０  高温部分構成部品冷却空気配管
６３２  中間的な圧力の放出配管
６３４  高圧放出配管
６３５  予冷器放出ヘッダ
６３７  逆止弁
１１２０  予冷器
１２０２  第１の区画
１２０４  第２の区画
ＲＰＭ  エンジン
ε（イプシロン）    高温部分構成部品冷却効果
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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